CN201739935U - 一种直流宽输入电压供电的太阳能系统led照明灯具 - Google Patents

Abstract

一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具，包括太阳能电池组、蓄电池组、太阳能电池充放电控制器和多个LED日光灯。其特征是每一个日光灯配置一个升压恒流源控制器。升压恒流源控制器由升压变压器T、PWM控制集成电路IC、光耦IC₂、二极管D₃、电阻R₁-R₃、电阻R_t、电阻R_x和恒流控制集成电路IC₁电连接构成。本实用新型保证采用升压的电路结构，在太阳能供电端发生电压波动(30-60VDC)时，提供给LED日光灯的电流依然保持恒定不变，使LED日光灯亮度保持不变。

Description

一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具

技术领域

本实用新型涉及LED照明应用技术领域，特别涉及一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具。

背景技术

近年来，业界越来越关注利用可再生的清洁能源太阳能进行道路、室内或地下停车场等公共场所照明。典型的太阳能照明系统由太阳能电池板，充电控制器，蓄电池，光源以及灯杆等组成，而在照明光源方面，从白炽灯到荧光灯和高强度气体放电灯等均可直接利用太阳能发电系统所发出的直流电能。

LED被视作照明光源的第四个重要阶段。它具有高效能、超长工作寿命、低直流工作电压、发出指向光、能够提供多种色彩及白光、小巧、具有固态器件的强固性、不含汞等众多优势，因此，业界越来越多地将LED用于太阳能灯具照明。作为可以由直流电驱动的光源设备，恰好能够直接利用太阳能发电系统发出的电能，省去逆变环节，节省投资，减少故障，保障用电安全。至于没有太阳能时，可采用市电经变压、稳压、滤波环节与太阳能系统组成并网系统。

在实际工程应用中，由于照明面积较大，并且应用太阳能直流低压供电，所以首先要考虑的就是大面积布置灯具时，使用电缆所带来的电压降落，如果采用通常的12V或24V太阳能系统供电，在离太阳能供电控制器较远端处的供电电压会受长电缆的压降影响，灯具电源端的输入电压将会降得很低，使灯具无法正常工作。由于照明面积较大，光源的供电点分散，直流供电线路长，采用降压方式驱动LED日光灯是不适合的。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具，能在太阳能供电端发生电压波动时输出给LED的电流依然保持恒流不变。

采用的技术方案是：

一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具，包括多个太阳能极板、多个蓄电池、太阳能充放电控制器、多个LED日光灯和多个升压恒流电源控制器。

多个太阳能极板串联组成太阳能电池组，多个蓄电池串联组成蓄电池组。太阳能电池组将太阳能转换为电能，经太阳能充放电控制器控制蓄电池充电或放电、太阳能充放电控制器的直流输出端输出电压范围为43V-56V，经导线为升压恒流源控制器提供输入电源电压。

多个升压恒流源控制器并联在太阳能充放电控制器的直流输出端线路中，每一个升压恒流源控制器输出端连接一个LED日光灯。升压恒流源控制器的电源输出端的正负极分别与LED日光灯两端的正负极对应连接，升压恒流源控制器的电压输入端的正负极分别与太阳能电池充放电控制器电压输出端的正负极通过线缆连接，升压恒流源控制器控制的输出端为LED日光灯提供电源。

升压恒流源控制器，由升压变压器T、PWM控制集成电路IC、场效应管T₁、光耦IC₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、电容C、电阻Rt、电阻Rx、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃和恒流控制集成电路IC₁连接构成。其中Rx为恒流采样电阻。

升压变压器T的初级线圈异名端接太阳能电池充放电控制器的电压输出端正极，升压变压器T的初级线圈的同名端接场效应管T₁的漏极，辅助线圈的同名端连接整流二极管D₁的正极，二极管D₁的负端连接PWM控制集成电路IC的VCC脚，为PWM控制集成电路IC提供供电电压，PWM控制集成电路IC的CS脚接场效应管的源极，并接电阻Rt，电阻Rt串接在场效应管的源极上，电阻R_t的另一端接地，即DC-端，PWM控制集成电路的GD脚接场效应管T₁的栅极。

升压变压器T的次级线圈的同名端经二极管D₂接LED日光灯的正极，升压变压器T的次级线圈的异名端经电阻Rx接LED日光灯的负极。采样电阻Rx的两端分别接恒流控制集成电路IC₁的4脚和5脚，滤波电容C的一端接二极管D₂的负极，另一端接升压变压器T的次级线圈的异名端，次级线圈的中间抽头端连接二极管D₃的正极，二极管D₃的负极连接到恒流控制集成电路IC₁的6脚Vcc端，为恒流控制IC₁供电，光耦IC₂中发光二极管LED₁的正极接二极管D₃的负极和恒流控制集成电路IC₁的6脚。

30V-60VDC的输入电压加入到升压恒流电源输入端，启动后，由PWM控制集成电路IC的GD端输出频率固定但占空比可调的驱动脉冲，驱动MOS场效应管高频开关，带动升压变压器初级线圈产生振荡，在升压变压器次级端产生比初级线圈更高的高频电压，再经过D₂高频整流和电容C进行滤波得到直流电压，在LED灯珠负载的末端有电流采样电阻Rx对LED中的电流进行采样，通过Rx得到采样电压输入到恒流控制器，即恒流控制集成电路IC₁中，与恒流控制集成电路IC₁内部的电压进行比较，比较后由恒流控制集成电路IC₁的Vout端输出不同的高低电平使光耦IC₂中LED₁电流发生改变从而影响光耦IC₂中三极管的电流，通过R₁、R₂、R₃的作用，改变反馈到PWM控制IC的INV脚电流，最终改变PWM控制集成电路IC的GD端的占空比，达到输出端恒流的目的，实现对LED灯珠串的恒流控制，当升压恒流控制器的输入端电压在30V-60VDC之间变化时，在恒定电流输出的情况下，输出电压范围在60V-75V之间。

本实用新型保证采用升压的电路结构，在太阳能供电端发生电压波动(30-60VDC)时，提供给LED日光灯的电流依然保持恒定不变，使LED日光灯亮度保持不变。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图。

图2是升压恒流源控制器电路原理图。

具体实施方式

一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具，包括由4个太阳能极板串联组成的太阳能电池组1、4个12V蓄电池串联组成的蓄电池组3、多个LED日光灯5、多个升压恒流源控制器4、太阳能电池充放电控制器2；

太阳能电池组1将太阳能转换为电能经太阳能充放电控制器2控制蓄电池组3充、放电，太阳能电池充放电控制器的电压输出端L+脚、L-脚输出30-56VDC，升压恒流源控制器4的输入端DCN+、DCN-分别与太阳能电池充放电控制器的电压输出端L+脚、L-脚相对应连接，升压恒流控制器4的输出端LEDN+、LEDN-分别连接到LED日光灯的正负极为LED日光灯供电；

每一个LED日光灯配置一个升压恒流源控制器4，升压恒流源控制器4由升压变压器T、PWM控制集成电路IC、光耦IC₂、MOS场效应管T₁、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、电容C、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R_t、电阻Rx和恒流控制集成电路IC₁电连接构成；

升压恒流源控制器4中的升压变压器T的初级线圈的异名端接太阳能电池充放电控制器2的L+脚，升压变压器T的初级线圈的同名端接MOS场效应管T₁的漏极，MOS场效应管T₁的源极接PWM控制集成电路IC的CS脚，并接电阻R_t的一端，电阻R_t的另一端接地，即太阳能电池充放电控制器2的L-脚，PWM控制集成电路IC的GD脚接MOS场效应管T₁的栅极；升压变压器T辅助线圈的同名端接二极管D₁的正极，二极管D₁的负极接PWM控制集成电路IC的Vcc脚，二极管D₁的负极同时接电阻R1的一端和光耦IC₂的4脚，电阻R₁的另一端连接到PWM控制集成电路IC的INV脚，并接电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端连接光耦IC₂的3脚，并接电阻R3的一端，电阻R₃的另一端接地，升压变压器T辅助线圈的异名端接太阳能电池充放电控制器2的L-脚，升压变压器T的次级线圈的同名端接二级管D₂正极，二极管D₂的负极接对应的LED日光灯的正极，同时二极管D₂的负极经电容C接升压变压器T的次级线圈的异名端，升压变压器T的次级线圈的异名端接电阻Rx的一端，并接恒流控制集成电路IC₁的4脚，电阻Rx的另一端接对应的日光灯LED的负极，并接恒流控制集成电路IC₁的5脚，恒流源控制集成电路IC₁的3脚接光耦IC₂的2脚，升压变压器T的次级线圈的中间抽头端连接二极管D₃的正极，二极管D₃的负极连接光耦IC₂的1脚，并接恒流控制集成电路IC₁的6脚；

上述太阳能电池充放电控制器为SD48150，PWM控制集成电路IC为L6562，恒流控制集成电路IC₁为AP4313，光耦IC₂为PC817。

Claims (2)

1.一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具，包括多个太阳能极板、多个蓄电池、太阳能充放电控制器、多个LED日光灯和多个升压恒流电源控制器；其特征在于：

多个太阳能极板串联组成太阳能电池组，多个蓄电池串联组成蓄电池组；太阳能电池组将太阳能转换为电能，经太阳能充放电控制器控制蓄电池充电或放电、太阳能充放电控制器的直流输出端输出电压范围为43V-56V，经导线为升压恒流源控制器提供输入电源电压；

多个升压恒流源控制器并联在太阳能充放电控制器的直流输出端线路中，每一个升压恒流源控制器输出端连接一个LED日光灯，升压恒流源控制器的电源输出端的正负极分别与LED日光灯两端的正负极对应连接，升压恒流源控制器的电压输入端的正负极分别与太阳能电池充放电控制器电压输出端的正负极通过线缆连接，升压恒流源控制器控制的输出端为LED日光灯提供电源；

升压恒流源控制器，由升压变压器T、PWM控制集成电路IC、场效应管T₁、光耦IC₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、电容C、电阻Rt、电阻Rx、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃和恒流控制集成电路IC₁连接构成，其中Rx为恒流采样电阻；

升压变压器T的初级线圈异名端接太阳能电池充放电控制器的电压输出端正极，升压变压器T的初级线圈的同名端接场效应管T₁的漏极，辅助线圈的同名端连接整流二极管D₁的正极，二极管D₁的负端连接PWM控制集成电路IC的VCC脚，为PWM控制集成电路IC提供供电电压，PWM控制集成电路IC的CS脚接场效应管的源极，并接电阻Rt，电阻Rt串接在场效应管的源极上，电阻R_t的另一端接地，即DC-端，PWM控制集成电路的GD脚接场效应管T₁的栅极；

升压变压器T的次级线圈的同名端经二极管D₂接LED日光灯的正极，升压变压器T的次级线圈的异名端经电阻Rx接LED日光灯的负极；采样电阻Rx的两端分别接恒流控制集成电路IC₁的4脚和5脚，滤波电容C的一端接二极管D₂的负极，另一端接升压变压器T的次级线圈的异名端，次级线圈的中间抽头端连接二极管D₃的正极，二极管D₃的负极连接到恒流控制集成电路IC₁的6脚Vcc端，为恒流控制IC₁供电，光耦IC₂中发光二极管LED₁的正极接二极管D₃的负极和恒流控制集成电路IC₁的6脚。 

2.根据权利要求1所述的一种直流宽输入电压供电的太阳能系统LED照明灯具，其特征在于所述的太阳能电池充放电控制器为SD48150，PWM控制集成电路IC为L6562，恒流控制集成电路IC₁为AP4313，光耦IC₂为PC817。 

Images